Земля потеряла почти половину массы на ранних этапах развития
Столкновение двух планет в представлении художника
© Philip J. Carter
С помощью нового изотопного анализа земных пород, марсианских метеоритов и частиц астероида Веста ученые нашли связь между ростом планет и их составом. Важным процессом оказалась потеря пород, испарившихся вследствие столкновений во время ранних этапов жизни Солнечной системы. Статья опубликована в журнале Nature, кратко об этом сообщает Eurekalert!
Во время роста планеты за счет гравитационного притяжения постоянно притягивают вещество из окружающего пространства и из столкновений с соседними астрономическими объектами. Этот процесс может быть хаотическим, в течение которого вещество также может и теряться. Столкновения массивных тел на скоростях несколько километров в секунду приводит к выделению существенного количества тепла, что вызывает появление океанов магмы и атмосферы из испарившихся пород. До того как тело достигает размера, сравнимого с Марсом, гравитация слишком слаба, чтобы удерживать подобную силикатную газовую оболочку.
В новой работе исследователи показывают, что повторяющиеся потери такой ранней атмосферы в результате столкновений с другими телами существенно сказываются на составе планеты. «Мы представили указания, что подобная последовательность событий имела место в истории Земли и Марса, используя высокоточные измерения соотношения изотопов магния, — говорит ведущий автор статьи Ремко Хин из Бристольского университета. — Соотношения изотопов магния меняются вследствие потери силикатных испарений, которые преимущественно содержат легкие изотопы. Таким образом, мы показываем, что более 40% массы Земли было утеряно в процессе ее формирования».
Авторы выделяют три основных вывода:
1.Земля, Марс и Веста обладают отличительным изотопным составом, который не может быть объяснен процессами в газопылевой туманности;
2.Смещенное в сторону тяжелых изотопов соотношение говорит о существенной потере массы в повторных процессах испарения в течение роста;
3.Бурный процесс роста также повлиял на другие элементы, сформировав таким образом химический состав Земли.
«Наша работа меняет представление о том, как планеты приобретают физические и химические свойства, — добавляет Хин. — Этот процесс представляется общим для образования планет в целом, а не только в случае Земли и Марса, однако различия в историях столкновений для других тел Солнечной системы и вне нее создают разнообразие составов».